李梦麟

摘要：介绍了UPS的工作原理及分类，根据高速公路的实际分析了UPS供电方式的选择及其优缺点，并探讨了UPS选型及使用保养方面的注意事项。

关键词：UPS  供电方式  高速公路

在我国，高速公路建设事业正蓬勃发展，高速公路的营运管理水平也日益提高。在与管理配套的三大机电系统硬件设施中大量使用了计算机和各种新型电子电器设备。由于这些电子设备在高速公路营运管理中起着非常重要的作用，必须24小时连续稳定运行，且对电源的电压、频率及谐波干扰等质量指标要求较高，因此，必须提供一个指标良好并且连续不间断的电源、UPS不间断电源系统即能满足这种需求。

UPS作为高速公路机电系统的重要组成部分，在保护计算机数据、通信、收费、监控设备稳定运行，保证电压的稳定，防止瞬时停电对系统造成的危害等是非常重要的。

UPS的原理及使用

UPS （Uninterruptible Power System），就是不间断电源，是一种储能装备，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。将市电加在UPS上，UPS再把市电压供应给负载使用，同时还向机内电池充电：市电中断时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载。UPS的性能参数具有重要意义，是我们考虑重点。市电电压输入范围表明对市电的利用能力强弱（减少电池放电）。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。另外，UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力越强。

UPS供电形式

高速公路机电系统中机电设备众多，如果每一台机电设备都用一台UPS供电，那么需要有UPS供电的多台机电设备就需要有很多台UPS电源进行供电，这种供电方式就是传统的分散式供电方式。如果用一台大功率的UPS同时给集中起来的多台机电设备进行供电，这种方式就是集中供电方式。

两种方式的优缺点

分散式的供电：它首先在于安装的简便。分散式供电的UPS只为一台或者少数几台设备供电，每台UPS的功率小体积小接触的线圈数量就少，这样安装起来就比较方便，同时它的功率小价格低能有效降低前期投资压力。但是小功率的UPS电源，故障率往往较大规模的供电系统，故障率高，维修费用相对来说较高，由于缺乏自动检测功能，可靠性相对较低。

集中式供电：供电质量高，实践表明大型的UPS电源相对于小型的UPS电源，电压更加稳定，故障率更低维修保障费用也更小，设备更加可靠高效。

但是大型的UPS供电设备也存在着一些不足，由于大型UPS供电设备供电范围广，一旦出现问题就极难排除故障影响范围也较大。

从高速公路机电系统的供电特点出发，在UPS选型时应注意以下几点：

1.从UPS工作模式及电池容量选择根据UPS逆变器的工作方式，将UPS分成三种类型：后备式、在线式。根据电池后备时间可分成标机及长延时机。

高速公路机电系统的设备供电采用相对集中的供电方式，在数个收费站及服务区设供电中心，集中向该中心附近的设备供电，供电中心取电于地方用电甚至是农村用电，农用电源供电条件不好，比如电压波动幅度大、经常停电，而收费系统和监控中心、分中心及各通信站，属于一类负荷，对电源质量有较高的要求，这就需要UPS选型时选用长延时在线式UPS。在UPS中，蓄电池对确保其输出的稳定可靠起着十分关键的作用，在市电中断时，UPS将蓄电池的电能提供给用电设备使用，以保证系统的持续运行，蓄电池的容量就决定了UPS能持续不间断供电的时间。高速公路机电系统的供电一般都使用柴油发电机作为备用电源，在市电中断后启用柴油发电机对系统进行持续供电，从市电中断到柴油发电机启动后正常供电的间隔时间，即是所配置UPS中蓄电池应不间断供电时间，一般都要求所配蓄电池能提供电能给系统工作半个小时到一个小时。

2.UPS安全运行高速公路机电系统中，市电通过交流参数稳压器稳压、过滤后输出，到指定的动力柜，在动力柜上将收费系统、监控系统、通信系统供电电源独立分开，各自引入到所属的UPS控制器，有UPS控制器再次稳压、过滤后才提供给三大系统等重要设备。过滤后的市电与UPS之间能够自动进行转换，确保对上述系统中的重要负载不间断供电。

安装UPS供电设施，应该尽量选择一个清洁的环境，并且保证通风，与其他电子设备保持一定距离，特别是大功率的UPS电源安装时工作环境不能超过23℃。温度每升高10℃，电池的寿命就会相应的缩短50%左右，因此有条件的地方应该采取空调降温的措施来保证UPS供电设备的使用。同时我们建议定期检查UPS供电设备的各个单元，储蓄电池的电压和电阻。如果电压与额定电压有差值，我们就应该对各个单元内的蓄电池进行均衡充电，另外我们还要检查蓄电池的电极是否由有生锈痕迹，接头有无松动的现象。

对于UPS供电设备长期处于正常供电状态，应当每两个月到三个月左右，进行一次断电的输入让UPS供电设备向负载供电的状态过渡，直到UPS电源储能不足开始报警，此时便可以接通市电恢复正常供电，这样我们就可以了解社会后期的性能，有利于保持UPS电源的活性。

总之，UPS在机电系统中的应用使得网络数据的安全性越來越高，越来越人性化。

参考文献：

[1]张乃国 UPS供电系统应用手册。 北京;电子工业出版社

[2]广东恩亿梯电源有限公司 UPS产品手册

[3]《明水至哈密高速公路机电施工联合设计》

[4]李成章，王淑芳.新型UPS不间断电源原理与维修技术.电子工业出版社